配电网时变无功电压优化方法

为降低电能损耗、提高功率因数和保证终端用户的电压质量，针对考虑负荷变化时配电网补偿调压设备的优化控制问题，提出了完整的模型及求解算法。根据系统负荷曲线变化趋势，提出按单调性初步分段进而采用融合的思想使分段数满足补偿调压装置的动作次数约束。应用粒子群优化算法从整体上获得系统一天内的电容器组及有载调压变压器分接头的最优运行方式。算例分析结果表明，这种分段处理方法不仅考虑了负荷的周期变化，而且使控制方案更为简洁、有效。     

配电网时变综合优化方法研究

针对负荷变化时的配电网综合优化问题,提出了完整的模型及求解算法.根据系统负荷曲线变化趋势,按单调性初步分段,然后采用融合的思想使分段数满足控制设备的动作次数约束.在各段内,用代表负荷确定控制设备的最佳状态,为降低综合优化问题的复杂性,将其分解为重构子问题和无功/电压优化控制子问题交替求解,前者用改进视在精确矩法确定最佳网络结构,后者采用粒子群优化算法确定补偿调压设备的状态.算例分析结果表明这种分段处理方法既考虑了负荷的周期变化,又使控制方案更为简洁有效.     

高压配电网无功/电压的日分段综合优化控制

为了给出配电网全天无功/电压优化调度方案,提出了一种参照电容器最大允许动作次数对次日控制时段进行划分的启发式算法,该算法综合考虑降损效益和有载调压变压器(OLTC)、并联补偿电容器的操作费用。在优化分段的基础上,根据各控制时段内不同时刻的网损及电压质量,再决定是否用OLTC进行二次调节。某实际系统的算例结果表明,所述算法及控制策略能在满足电压质量、降低网络损耗的同时,有效地简化了无功电压调节设备的操作。     

高压变电站无功电压综合调节新算法

文章提出了高压变电站无功电压综合调节新算法，把补偿装置特性用变电纳来描述，变压器变比变化归结为系统负荷特性变化，通过独立调节补偿装置和系统负荷特性参数，使运行点综合满足无功补偿和调压要求，克服了传统算法频繁调节的局限性。     

配电网无功优化的分时段控制策略

为改善电压、降低损耗、简化控制，根据负荷水平及其变化趋势，对已装有补偿电容和在变电站装有有载调压变压器的配电网，提出了分时段优化控制的策略，开发了次日运行中电容器投切和调压变压器变比调节的模型和算法。应用改进的退火选择遗传算法，该算法对于每一负荷时段可得出该段的最优运行方式；计算一天所有负荷段即得出次日电容器投切和调压变压器变化调节的运行表。该模型易于满足电容器投切和变压器调节次数的限制。文中还分析了有载调压变压器调节电网电压水平的作用和变压器铁耗的影响。算例结果表明该算法不但能有效地降低电能损耗，而且控制简单。     

基于模糊逻辑的变电站电压无功在线控制研究

为了解决变电站电压无功在线控制中补偿调压设备频繁动作问题,提出了一种根据电压无功偏差值和变化速率对日控制时段进行自适应划分的模糊解耦在线控制新方法。引入三次样条插值拟合技术对预测值进行动态拟合校正,根据电压无功偏差值和变化速率对负荷(或电压)曲线自适应分段,将电压无功控制解耦为电容器子控制和分接头子控制,使得短期负荷预测与在线模糊控制有机结合,避免了负荷波动和传统9区图控制缺陷导致的不必要动作,实现了补偿调压设备有限调节次数下变电站全天在线控制。仿真结果验证了本文所提出的算法的正确性、有效性,为电压无功在线控制提供了一种思路。     

考虑过渡过程的多目标无功/电压优化控制模型

基于时间断面的无功/电压优化控制模型忽略了控制设备动作时间及2次优化控制期间的系统变化,因此不能准确反映优化控制效果。提出考虑过渡过程影响的多目标无功/电压优化控制模型,通过对过渡过程的智能分段和负荷变化方向的动态评估,并应用智能ε-支配域并行算法,能更精确地对电网有功损耗、控制设备动作引起的电压波动以及由于负荷变化所导致的的系统电压稳定负荷裕度变化量进行优化控制。通过IEEE30节点模型和一实际系统模型的仿真,验证了所提模型较传统无功/电压优化控制模型具有更好的优化控制能力。     

虚拟负荷法及其在配电网络动态优化中的应用

本文提出考虑负荷变化的电力系统动态优化的有效算法──虚拟负荷法。该算法根据最优网损曲线的变化，将时空分布的动态优化问题按时间分段等值为几个空间分布的静态优化问题，大大简化了计算，提高了算法的灵活性。该算法已成功地用于配电网络重构和电容器投切的动态优化中。     

智能变电站负荷自动分配技术

研究智能变电站负荷自动分配技术的主要措施、提出发展方案,对支撑智能电网发展具有重要意义。基于配电网无功优化和网络重构,建立了智能变电站负荷自动分配数学模型,选取基于导向搜索法的无功优化算法和基于虚拟流法的网络重构算法,实现了以有功网损最小为目标的负荷自动分配。充分考虑分布式电源接入后配电网结构和运行方式发生的变化,基于出力特性,采用场景分析法建立模型,优化智能变电站负荷自动分配算法,实现了根据分布式电源出力调整负荷分配量的智能变电站负荷分配系统方案。验证表明,该方案能够保证无功补偿装置正确投入退出、分段开关和联络开关正确开合,线路有功损耗下降,有效提高了电网分析和控制功能的速度和可靠性。     

基于优化算法的三相不平衡补偿控制研究

针对不平衡负荷电纳补偿原理的不足,采用不平衡负荷补偿电流的优化算法,并结合滑模变结构控制方法,以实现单相桥STATCOM对不平衡负荷的优化补偿。最后对该控制系统进行了计算机仿真,结果表明所采用的控制策略能够体现不平衡负荷补偿电流优化算法的优越性,并且使受控系统具有较好的动态性能和稳态性能,对负载不平衡的变化适应能力强。     

变电站无功电压综合调节的模糊控制研究

研究了一种通过补偿电容器组和有载调压的主变压器相配合进行联合控制系统无功电压的方法。在推导出大型变电站的二次母线装设可投切的补偿电容器组和有载调压的主变压器相配合进行联合控制的模型基础上,提出了一种模糊控制方法。该系统将电压偏差和功率因数偏差作为模糊输入变量进行模糊化,经过模糊推理,并通过解模糊化运算给出控制信号作用于有载调压变压器和电容器组。结合实际电站系统参数对该系统进行仿真试验,仿真结果表明该控制系统稳定可靠,控制效果好。     

动态规划法在配电网电压无功控制中的应用

提出利用动态规划法解决配电网电压无功控制问题。基于对主变每时段的负荷、馈线每部分的负荷和主变高压侧电压的预测值，利用动态规划法（DP法）确定主变分接头、并联电容器和馈线电容器的优化动作方案，从而使配电网的网络损耗最小，主变低压倒电压与其理想值的偏差最小，主变的功率因数尽可能的高，约束条件包括主变分接头、电容器一天内最大操作次数，馈线电压允许范围，主变功率因数的允许值。为了说明这种方法的有效性，我们将其应用到沧州电力公司某变电站的部分系统中进行无功电压控制。     

An optimal allocation of distributed generation and voltage control devices for voltage regulation considering renewable energy uncertainty

Distributed generation (DG) may result in voltage fluctuation by changing line flow and reactive power injection, especially DG that generates power from renewable energy resources. To cope with this problem, this paper proposes an optimization process to optimally regulate the system voltage profile to lie close to the desired values by using the adaptive Tabu search (ATS) algorithm. The system voltages will be regulated by using dispatchable DG and voltage control devices, i.e. voltage regulator and capacitor. Moreover, probabilistic load flow calculation by using Monte Carlo simulation is chosen to evaluate the uncertainty of DG powered by renewable energy resources. The number of switching operations of the voltage regulator and capacitor are also accounted for in the optimization constraints, as excessive frequent switching operations can damage these devices. The optimal sizes and locations of dispatchable DGs and capacitors are considered as the optimization variables. The proposed method is demonstrated in an IEEE 34‐bus distribution test system and a modified 21‐bus Provincial Electricity Authority (PEA) system (Thailand). © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于改进遗传算法含OLTC风电系统电压控制

为了克服风电波动使电压难以控制的问题,建立了以电压安全、网损和电压比调节裕度为目标的多有载调压变压器（on-load tap changer,OLTC）协调优化模型,以便带负荷切换电压比,使调压更灵活有效;结合风速Weibull分布和风电机组出力特性,将风电机组有功出力划分为若干区间,采用区间均值参与多OLTC协调优化,以确定电压比调节方案,并估计电压安全的概率;为改善遗传算法的全局收敛性,采用整数编码,综合概率生存和最优保留策略选择子代种群,并依据随机配位数组和变量约束内的随机数组对子代个体进行交叉变异,以用于风电系统中电压比优化调节方案计算。算例表明：合理选择目标权重和划分风电波动区间,电压比优化调节方案能确保较高的电压安全概率;改进遗传算法可有效地降低普通遗传算法就近取整的控制误差;电压安全目标的权重越小,风电出力划分的区间数越少,越不利于系统电压安全;风电机组有功出力越低的区间组合,目标函数值越小,系统电压越安全。该方法用于含风电的电力系统,可提高电压比优化调节方案电压控制的精度及电压安全的概率。     

Fuzzy dynamic programming approach to reactive power/voltagecontrol in a distribution substation

A fuzzy dynamic programming (FDP) approach is proposed for solving the reactive power/voltage control problem in a distribution substation. The main purpose is to improve the voltage profile on the secondary bus and restrain the reactive power flow into a main transformer at the same time. To reach our objectives, the load tap changer (LTC) usually installed in a main transformer is employed to adjust the secondary voltage and the capacitor connected to the secondary bus is employed to compensate the reactive power flow for the load demands. We first forecast the real and reactive power demands of a main transformer and its primary voltages for the next day. With these forecasting data at hand, a fast LTC tap position estimation formula that takes the load models into account is derived to effectively reduce the computational burden for the proposed approach. Practical constraints on bus voltage limits, maximum allowable number switching operations in a day for the LTC and capacitor and the tolerable worst power factor for a main transformer are also considered. To demonstrate the usefulness of the proposed approach, reactive power/voltage control at a distribution substation within the service area of Taipei City District Office of Taiwan Power Company is investigated. It is found that a proper dispatching schedule for the LTC and capacitor can be reached by the proposed approach     

高中压配电网的无功优化算法

在配电系统中，无功优化的控制手段主要包括调节变压器分接头和投切电容器，针对高中压配电网的特点，提出了其统一网络模型和一种分步实现的静态无功优化算法，将整个优化问题分解成电容器投切和分接头调节两个子问题，要用先投切电容器，后调节分接头的迭代模式和修正算法，通过对这两个子问题的交叉优化来得到最终解，电容器投切优化采用逐次线性归整算法求解，变压器调节采用分块的电压控制策略，处例结果表明，该处能达到降损节能和改善电压质量的效果，是一种有效而实用的算法。     

Capacitor placement of distribution systems using particle swarm optimization approaches

Capacitor placement plays an important role in distribution system planning and operation. In distribution systems of electrical energy, banks of capacitors are widely installed to compensate the reactive power, reduce the energy loss in system, voltage profile improvement, and feeder capacity release. The capacitor placement problem is a combinatorial optimization problem having an objective function composed of power losses and capacitor installation costs subject to bus voltage constraints. Recently, many approaches have been proposed to solve the capacitor placement problem as a mixed integer programming problem. This paper presents a new capacitor placement method which employs particle swarm optimization (PSO) approaches with operators based on Gaussian and Cauchy probability distribution functions and also in chaotic sequences for a given load pattern of distribution systems. The proposed approaches are demonstrated by two examples of application. Simulation results show that the proposed method can achieve an optimal solution as the exhaustive search can but with much less computational time.